论文部分内容阅读
本文研究了对环境友好的固体酸催化剂在酯化反应中的应用,首次以固体酸Fe2(SO4)3·xH2O为催化剂合成了新型防霉剂富马酸二甲酯(DMF)和化工原料氯乙酸乙酯,以固体超强酸5O42-/Fe2O3为催化剂合成了医药中间体对硝基苯甲酸乙酯,并探讨了这些催化剂的催化活性。通过大量的实验,考察了酸醇物质的量之比、催化剂用量、反应时间等因素对酯收率的影响,找出最佳合成条件。 以Fe2(SO4)3·xH2O为催化剂合成DMF的优化条件是:富马酸与甲醇物质的量之比为1:17,催化剂用量为富马酸质量的10%,回流时间为70min。在该条件下,DMF的产率达90.7%。催化剂重复使用4次,酯收率都在89%以上。实验证明Fe2(SO4)3·xH2O是合成DMF的优良催化剂,能克服传统催化剂H2SO4的诸多缺点,与其它催化剂相比,具有反应时间短、能耗低、收率高、无污染和催化剂可重复使用的特点。 用Fe2(SO4)3·xH2O作为催化剂合成氯乙酸乙酯的较佳反应条件是:酸醇物质的量之比为1:8,催化剂用量为氯乙酸质量的10%,以5A分子筛作为脱水剂,回流时间1h,收率达73%以上。 制备了固体超强酸SO42-/Fe2O3催化剂,并将其首次用于对硝基苯甲酸乙酯的催化合成,其最佳条件为:催化剂1.2g(为对硝基苯甲酸质量的14%),酸醇物质的量之比为1:4.5,反应时间2h,酯收率为95.6%。催化剂重复使用3次,酯收率均在92%以上。固体超强酸5042一e203在焙烧温度为500℃时,其酸度最高,催化活性最强。 首次提出了用FeZ(S认)3峨HZO作为催化剂合成DMF的反应机理,认为Fe3+与参加醋化反应的梭酸形成的过渡态越稳定,越有利于反应的进行。并通过用FeZ(504):·x玩O作为催化剂在合成氯乙酸乙酷和对硝基苯甲酸乙酷中的应用实践,证明了该反应机理的合理性。